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1、河南师范大学新联学院毕业论文,题目：T612镗床主轴箱传动系统设计 学 号：201150616237 专 业: 机械设计制造及其自动化 姓 名：吴丽 指导教师：杜可可,目录,一、引言 二、专用镗床的加工工艺分析 三、主传动系统设计 四、估算传动件参数并确定其结构尺寸 五、传动系统结构设计 六、传动件验算 七、机床设计经济性分析 八、机械制造技术的发展趋势,一、引言,镗床是一种主要用镗刀在工件上加工孔的机床，在机械加工中应用非常广泛。通常用于加工尺寸较大、精度要求较高的孔，特别是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求较高的孔，如各种箱体、汽车发动机缸体等零件上的孔。,二、专用镗床的加工工艺分析,该

2、型号镗床是一种主要用镗刀在工件上加工孔的机床，镗孔直径范围： ，切削速度20m/s50m/s,通常用于加工尺寸较大、精度要求较高的孔，特别是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求较高的孔，如各种箱体、汽车发动机缸体等零件上的孔。镗床为卧式镗床，主要加工材料为铸铁。初步拟定采用集中传动，采用三相异步电动机，经分级变速箱实现主轴所需的各级转速和转速范围。确定变速组传动副数目，实现12级主轴转速变化的传动。,2.1 确定机床的动力参数,机床主传动功率由三部分组成：切削功率（有效功率）、空载功率和附加功率，即： 切削功率； 空载功率； 附加功率。,2.1.1 确定切削功率,消耗与切削的功率可以根据有代表

3、性的加工情况、切削用量和工件材料按下式计算： 主切削力（N）； 切削速度（m/min）。 切削力系数 、 、 背吃刀量 、进给量 和切削速度 的指数；,查机械工艺手册知： T刀具耐用度，T=60min； HB布氏硬度，HB=250。 由于主要加工材料为铸铁，可用单面可调式镗刀加工，査机床加工工艺手册，前角 ，此处选择 ；镗孔时后角 ，一般取 ；一般情况下主偏角 刃倾角 ；副偏角通常值为 ，此处选择 ；通常情况下副后角 ；刀具圆弧半径 mm，查表得，此时，切削力系数 =1.0。 当 =3mm， =1mm/r， =900， =1.0， =0.75， =0，,切削力 =2700N 切削速度 =50.

4、5m/min 切削功率 = =2.27kw,2.1.2 确定空载功率,这是机床不作切削加工时，主传动链空转所消耗的功率。一般用下面 试验公式来估算： 式中：K与制造装配质量和润滑条件有关的系数（一般取K= 35）； 除主轴外各传动轴轴颈的平均直径（mm）； 主轴转速（r/min）； 在主轴转速 时，除主轴外各传动轴的转速和（r/min）； c系数，两支撑的滚动轴承或滑动轴承c=8.5，三支撑的c=10 此处，K=3， =45mm， =250r/min， =1190r/min，c=8.5。带 入得： = =0.55kw,2.1.3 确定附加功率,这是机床在切削时，主传动链因有负载而增加的摩擦消耗

5、功率。切削负载增大，附加功率也随之增加。附加功率与切削功率之间的关系可表示如下： 于是，得： 式中 为主传动链的总机械效率，即 其中， 、 、 为各运转零件的机械效率，V带传动效率 ，一对齿轮传动效率 ，一对滚动球轴承效率 ， ， =2.27kw， =0.50kw，带入得 =0.46kw。,2.1.4 选择电动机额定功率,将 带入 = + + 得： kw 即电动机输出功率 kw，选取电动机的额定功率 使 kw，并由表10-110查得电动机的额定功 率为 kw。,2.2 确定机床的运动参数,2.2.1 主运动速度范围 主运动为旋转运动的机床，主轴转速n由切削速度v和工件（或刀具）直径d来确定，即

6、： （r/min） 对于通用机床，为了适应各种不同加工情况下切削速度和工件（或刀具）直径的改变，主轴转速需要在一定范围内变化，主轴最低转速和最高转速可按照下式确定：,与 的单位为（r/min），它们比值为变速范围 ，即： 其中 为主轴最低转速， 为主轴最高转速， 为最小切削 速度， 为最大切削速度， 为变速范围。,3 主传动系统设计,3.1 确定电机 根据功率和转速要求查10-110表选取电动机型号 Y112M-4 4kw n=1440r/min 3.2 机床布局 采用卧式镗床常规的布局型式 3.3 拟定结构 十二级转速的变速组组成有两种方案： （1） （2）,两方案都用七对齿轮，第一方案比第

7、二方案少用一根传动 轴，因而轴承数、箱体孔排数也少，径向尺寸也小。但 是，有一变速组的传动副数为4，如采用四联滑移齿轮， 则会增大轴向尺寸，如采用两个双联齿轮，则操纵机构中 要设置互锁装置，以防止两个滑移齿轮同时啮合。另外， 第一方案只有两个变速组只能用两个传动副降速，若总降 速较多，最小传动比有可能会小于极限传动比 ，而第二 方案基本上不存在上述缺点，故选择第二方案。 (1)确定变速组传动副数目： 12=322 (2)确定基本组和扩大组：,3.4 分配降速比,该镗床主轴系统共设有四个传动组，其中有一个是带传动，根据降速比分配应“前快后慢”的原则，确定各传动组最小传动比： 其中， 最小转速，

8、电动机额定转速， 为传动比,3.5 绘制转速图,由 ，查表4-3转速有31.5、45、63、90、125、180、250、355、500、710、1000、1400。 图3-1 齿轮转速图,3.6 确定齿轮齿数,利用查表法及传动比求出个传动组齿轮齿数。 . . . .,图3-2 齿轮齿数图,3.7 确定带轮直径,带传动是一种挠性传动。带传动的基本组成零件为带轮 （主动带轮和从动带轮）和传动带。当主动带轮转动时， 利用带轮和传动带间的摩擦和啮合作用，将运动和动力通 过传动带传递给从动带轮。带传动具有结构简单、传动平 稳、价格低廉和缓冲吸振等特点，在近代机械中应用广泛。 设计功率 由表2-3查得载

9、荷修正系数 于是， 其中 为设计功率，电动机额定功率， 为荷修正系数 查表2-3，取小带轮基准直径： mm,带入大带轮直径计算公式可得 ： 大带轮直径： mm 3.8 验算主轴转速误差 主轴各级实际转速值由公式： 其中 为电动机额定转速， ， ， 分别为第一、二、三变速组齿轮传动比。 . . .,由转速误差公式： 其中， 为实际转速， 为标准转速，为公比 ，经检验主轴 各级转速均满足工艺要求。,4 估算传动件参数并确定其结构尺寸,主要有：（1）确定传动件转速 （2）确定主轴支承轴颈尺寸 （3）估算传动齿轮模数 （4）普通V带的选择与计算 （5）齿轮几何尺寸计算,5 传动系统结构设计,主要有：（1）齿轮块设计 （2）带轮设计 （3）轴承设计 （4）操纵机构算 （5）润滑系统设计 （6）密封装置 （7）绘制主轴箱展开图,图5-1主轴箱各零部件展开图,6 传动件验算,主要有：（1）验算轴弯曲刚